AT514053A1 - Method for producing a heat sink and heat sink for electrical components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (1)aus Aluminium zum Kühlen und zur Festlegung von elektronischen und/oderelektrischen Bauteilen, umfassend im Wesentlichen eine Grundplatte (2) miteinerseits abragenden Kühlteilen (23) und andererseits, diesen gegenüberliegend,mindestens eine Kontaktfläche (25) zur thermischen Ankopplung von zukühlenden Teilen, sowie auf dergleichen Kühlkörper.Um der technischen Forderung nach Kühlkörpern (1) mit großen Kontaktflächen(25) und mit hoher gleichmäßiger Kühlwirkung derselben zu entsprechen, isterfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem ersten Schritt aus einem Vormaterialdurch Druckumformen gemäß DIN 8583 Einzelsegmentplatten (21) einerGrundplatte (1), bei Ausformung der von diesen abragenden Kühlteile (23, 24),hergestellt werden, worauf in einem zweiten Schritt mindestens zweiGrundplatten-Einzelsegmente (21) mit den Seitenflächen (22) aneinanderanliegend aufgespannt und schmelzfrei metallisch verbunden werden, worauf ineinem Folgeschritt eine Endbearbeitung des großflächigen Kühlkörpers (1) mit derAusbildung der Kontaktfläche(n) (25) erfolgt.The invention relates to a method for producing a cooling body (1) made of aluminum for cooling and fixing electronic and / or electrical components, comprising essentially a base plate (2) with on one side projecting cooling parts (23) and on the other hand, at least one opposite To meet the technical demand for heat sinks (1) with large contact surfaces (25) and with high uniform cooling effect of the same, is provided according to the invention, that in a first step from a Primary material by pressure forming in accordance with DIN 8583 single-segment plates (21) of a base plate (1), in the shaping of the projecting from these cooling parts (23, 24) are produced, whereupon in a second step, at least two individual base plate segments (21) with the side surfaces (22) clamped adjacent to each other and free of molten metal In a subsequent step, a finishing of the large-area heat sink (1) takes place with the formation of the contact surface (s) (25).
Description
Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers und Kühlkörper für elektrischeMethod for producing a heat sink and heat sink for electrical
Bauteilecomponents
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers aus 5 Aluminium mit einem Reinheitsgrad des Werkstoffes von größer als 99.0 Gew.-% AI zum Kühlen und zur Festlegung von elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen, umfassend im Wesentlichen eine Grundplatte mit einerseits abragenden Kühlteilen und andererseits, diesen gegenüberliegend, mindestens eine Kontaktfläche zur thermischen Ankopplung von zu kühlenden Teilen. 10The invention relates to a method for producing a heat sink made of 5 aluminum with a purity of the material of greater than 99.0 wt .-% AI for cooling and fixing of electronic and / or electrical components, comprising substantially a base plate with a part projecting cooling parts and on the other , opposite this, at least one contact surface for the thermal coupling of parts to be cooled. 10
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Kühlkörper aus Aluminium, mit einem Reinheitsgrad von größer als 99,0 Gew.-% zum Kühlen und zur Festlegung von elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen, umfassend im Wesentlichen eine Grundplatte mit einerseits abragenden Kühlteilen und andererseits, diesen 15 gegenüberliegend, mindestens eine Kontaktfläche zur thermischen Ankopplung von zu kühlenden Teilen.Furthermore, the invention relates to a heat sink made of aluminum, with a purity of greater than 99.0 wt .-% for cooling and fixing of electronic and / or electrical components, comprising substantially a base plate with one hand projecting cooling parts and on the other hand, these 15 opposite, at least one contact surface for the thermal coupling of parts to be cooled.
Elektrische und elektronische Bauteile werden im steigenden Maße in Einrichtungen und Anlagen eingesetzt, wobei auch aus wirtschaftlichen Gründen 20 und aus Gründen der Verkleinerung der Schaltanlagen sowie einer Betriebsart der Mikroprozessoren die Wärmeentwicklung steigt, sodass diese Bauteile in zunehmendem Maße in Kühlkörpern mit Kontaktflächen zur thermischen Ankopplung festgelegt werden. 25 Kühlkörper für eine Wärmeabfuhr von elektrischen Bauteilen sollen einerseits eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie geringe Wärmetransportwege aufweisen und andererseits eine günstige Oberflächenkontur zur Abgabe der Wärmeenergie an ein Kühlmittel haben. 30 Für einen Werkstoff für Kühlkörper haben sich Silber, Kupfer und Aluminium als günstig erwiesen, wobei aus wirtschaftlichen und Herstellungsgründen zumeist Aluminium mit einem hohen Reinheitsgrad Verwendung findet. Kühlkörper werden im Wesentlichen zumeist aus einer Grundplatte mit einerseits 35 abragenden Kühlteilen und diesen gegenüberliegend einer Kontaktfläche zur 2/18 thermischen Ankopplung der zu kühlenden elektrischen Bauteile ausgeführt. Für großflächige, intensiv zu kühlende Bauteile oder Baugruppen sind naturgemäß großflächige Kühlkörper erforderlich. Diese Kühlkörper sollen einerseits über die gesamte Kontaktfläche für die thermische Ankopplung der Bauelemente etwa die gleiche spezifische Wärmeabfuhrleistung aufweisen, um Bereiche mit höherer Temperatur (hot spots) auszuschalten und andererseits hohe Kühlintensität zu erbringen.Electrical and electronic components are increasingly used in facilities and facilities, and for economic reasons 20 and reasons of reduction of the switchgear and a mode of microprocessors, the heat generation increases, so that these components set increasingly in heat sinks with contact surfaces for thermal coupling become. 25 heat sink for heat dissipation of electrical components should on the one hand have a high thermal conductivity and low heat transport paths and on the other hand have a favorable surface contour for delivering the heat energy to a coolant. For a material for heat sink, silver, copper and aluminum have proven to be favorable, for economic and manufacturing reasons mostly aluminum with a high degree of purity is used. Heatsinks are essentially mostly made of a base plate with on the one hand 35 projecting cooling parts and this opposite a contact surface for 2/18 thermal coupling of the electrical components to be cooled. For large-scale, intensive cooling components or assemblies naturally large-area heat sinks are required. On the one hand, these heat sinks should have approximately the same specific heat removal capacity over the entire contact surface for the thermal coupling of the components, in order to eliminate areas with higher temperature (hot spots) and, on the other hand, to provide high cooling intensity.
Diese Forderungen nach großen Kontaktflächen zur thermischen Ankopplung von Teilen mit hoher gleichmäßiger Kühlleistung der Kühlkörper bewirken Herstellprobleme derselben.These demands for large contact surfaces for the thermal coupling of parts with a high uniform cooling capacity of the heat sink cause the same manufacturing problems.
Großflächig gegossene Kühlkörper weisen zumeist eine Grobkorn-Mikrostruktur auf, sind nur aufwendig herstell· sowie bearbeitbar und haben im Vergleich mit Umgeformten ungünstige Wärmeleiteigenschaften.Large-area cast heat sinks usually have a coarse-grained microstructure, are expensive to manufacture and process and have in comparison with deformed unfavorable heat conduction properties.
Aus obigen Gründen werden derzeit zumeist nach dem Strang- oder Fließpressen (DIN 8583) hergestellte Kühlkörper für elektrische Bauteile eingesetzt.For the above reasons, heat sinks produced for electrical components are currently mostly used after extrusion or extrusion (DIN 8583).
Im Wesentlichen erfolgt ein Strangpressen durch Formgebung eines Rohteiles über der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes und ein Fließpressen von Einzelteilen bei etwa Raumtemperatur. Kühlkörper nach obigem Pressverfahren haben neben wärmetechnischen Unterschieden den Nachteil, dass eine Herstellung von großflächigen Kontaktflächen nicht im ausreichenden bzw. gewünschten Maße möglich erscheint.In essence, extrusion is performed by shaping a blank above the recrystallization temperature of the material and extruding individual parts at about room temperature. Heat sinks according to the above pressing method have in addition to thermal differences the disadvantage that a production of large-area contact surfaces does not appear to be sufficient or desired extent possible.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und setzt sich zum Ziel, ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von Kühlkörpern anzugeben, welches eine hohe und gleichmäßige Wärmeabfuhr über große Kontaktflächen aufweist.Here, the invention seeks to remedy the situation and sets itself the goal of specifying a method for the economic production of heat sinks, which has a high and uniform heat dissipation over large contact surfaces.
Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, große, einteilige Kühlkörper mit gleichmäßig hohem Eigenschaftsprofil zu schaffen. 3/18 2Furthermore, it is an object of the invention to provide large, one-piece heat sink with a uniform high property profile. 3/18 2
Das Ziel wird bei einem eingangs genannten Verfahren dadurch erreicht, dass in einem ersten Schritt aus einem Vormaterial durch Druckumformen gemäß DIN 8583 Einzelsegmentplatten einer Grundplatte, bei Ausformung der von diesen abragenden Kühlteile, hergestellt, und diese Einzelsegmente gegebenenfalls örtlich spanabhebend bearbeitet werden, worauf in einem zweiten Schritt mindestens zwei Grundplatten-Einzelsegmente bei gleichsinnig abragenden Kühlteilen mit den Seitenflächen aneinander anliegend aufgespannt und schmelzfrei metallisch verbunden werden, worauf in einem Folgeschritt eine Endbearbeitung des aus mehreren Einzelsegmenten erstellten, großflächigen Kühlkörpers mit der Ausbildung der Kontaktfläche(n) zur thermischen Ankopplung von Bauteilen an der Grundplatte erfolgt.The goal is achieved in a method mentioned above in that produced in a first step from a starting material by pressure forming according to DIN 8583 single segment plates of a base plate, in molding the projecting from these cooling parts, and these individual segments are optionally machined locally, whereupon in a second step, at least two base plate individual segments in the same direction protruding cooling parts with the side surfaces adjacent to each other clamped and melt-free metal, followed by in a subsequent step, a finishing of the multi-segment created, large heat sink with the formation of the contact surface (s) for the thermal coupling of components done on the base plate.
In vorteilhafter Weise wird dadurch eine metallische, feinkörnige, gute Wärmeleitungseigenschaften aufweisende Verbindung von Einzelsegmenten miteinander erreicht.Advantageously, a metallic, fine-grained, good heat conduction properties having connection of individual segments is thereby achieved.
Die Feinstruktur der Verbindung bewirkt, wie überraschend gefunden wurde, eine hohe Wärmeleitfähigkeit des reinen Aluminiumwerkstoffes, obwohl eine Feinkörnigkeit des Materials in der Regel zu einer geringeren T emperaturleitfähigkeit führt.The fine structure of the compound has surprisingly been found to provide high thermal conductivity of the pure aluminum material, although fine graininess of the material tends to result in lower temperature conductivity.
Derartige Technologien einer schmelzfrei hergestellten, metallischen Verbindung sind per se bekannt, jedoch wurde festgestellt, dass für eine verzugsarme Fertigung von Kühlkörpern aus mehreren Teilen mit der Ausformung von großen Kontaktflächen dieses Fügeverfahren wirtschaftliche Vorteile und insbesondere für eine Wärmeableitung von elektrischen Bauteilen eine günstige Wirkung mit sich bringt.Such technologies of a melt-free, metallic connection are known per se, but it has been found that for a low-distortion production of heat sinks of several parts with the formation of large contact surfaces of this joining process economic benefits and in particular for heat dissipation of electrical components with a favorable effect brings.
Von besonderem Vorteil im Hinblick auf eine erhöhte Wärmeabfuhr von der Kontaktfläche des Kühlkörpers hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Vergrößerung der Oberfläche der Kühlteile mit verbesserter Wärmeleitung im Kühlkörper selbst herausgestellt, bei welchem im ersten Schritt Einzelsegmentplatten mit Kühlstiften durch Fließpressen von Vormaterial bei einer 4/18 3Of particular advantage with regard to increased heat dissipation from the contact surface of the heat sink, an enlargement of the surface of the cooling parts with improved heat conduction in the heat sink itself has been found in the process according to the invention, in which in the first step single-segment plates with cooling pins by extrusion of starting material at a 4/18 3
Bildung einer Verformungstextur zumindest im Teilbereichen derselben erfolgt.Forming a deformation texture takes place at least in the sub-areas thereof.
Diese besonders günstige Ausführungsform eines Kühlkörpers wird mittels eines verbesserten Wärmeflusses in den Einzelsegmentplatten und mit einer Vergrößerung der Wärmeabgabe durch die eine größere Oberfläche aufweisenden Kühlstifte erreicht.This particularly favorable embodiment of a heat sink is achieved by means of an improved heat flow in the single-segment plates and with an increase in the heat output by having a larger surface having cooling pins.
Als besonders günstig hat sich ein Fügen von fließgepressten Segmenten herausgestellt, wenn die schmelzfrei metallische Verbindung der Seitenfläche(n) von Einzelsegmenten zu einer Grundplatte durch ein Reibrührschweißen, einem sogenannten „friction stir welding“-Verfahren, unter Ausschluss von Zusatzwerkstoffen hergestellt wird.Joining of extruded segments has proved to be especially favorable when the melt-free metallic connection of the side surface (s) of individual segments to a base plate is produced by friction stir welding, a so-called "friction stir welding" method, with the exclusion of additional materials.
Eine derartig hergestellte, feinkörnige, krummflächige Verbindung wirkt sich vorteilhaft auf den Wärmetransport zwischen den Einzelsegmenten aus, verbessert die Homogenität der Temperaturverteilung an der Kontaktfläche der Grundplatte und minimiert deren Verzug auch bei extremen thermischen Belastungen.Such produced, fine-grained, curvilinear connection has an advantageous effect on the heat transfer between the individual segments, improves the homogeneity of the temperature distribution at the contact surface of the base plate and minimizes their distortion even under extreme thermal loads.
Dieser überraschende Effekt beruht offenbar auf einer Verbesserung des Wärmetransportes, obwohl eine Feinkörnigkeit des Werkstoffes nach Fachmeinung eine Temperaturleitung behindert.This surprising effect is apparently based on an improvement in the heat transfer, although a fine grain of the material according to the opinion hinders a temperature line.
Wenn, wie sich gezeigt hat, gegebenenfalls nach einem Bearbeiten, dieIf, as has been shown, if necessary, after editing, the
Seitenflächen der Einzelsegmente derart aneinander angelegt, aufgespannt und schmelzfrei metallisch zu einer Grundplatte gefügt werden, dass die der metallischen Verbindung der Segmente gegenüberliegend abragenden Kühlteile einen im Wesentlichen gleichen Axabstand wie an den Segmenten selbst aufweisen, wird an der Kontaktfläche eine höchst gleichmäßigeSide surfaces of the individual segments so created together, clamped and melt-free metallic joined to a base plate, that the metal compound of the segments opposite projecting cooling parts have a substantially same Axabstand as on the segments themselves, is at the contact surface a highly uniform
Temperaturverteilung bei homogener Wärmebeaufschlagung erreicht.Temperature distribution achieved with homogeneous heat application.
Die weitere Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Kühlkörper dadurch erreicht, dass die Grundplatte des Kühlkörpers aus zumindest zwei, aus einem Vormaterial durch Druckumformen gemäß DIN 8583 hergestellten 5/18 4The further object of the invention is achieved in a generic heat sink characterized in that the base plate of the heat sink of at least two, made of a starting material by pressure forming according to DIN 8583 5/18 4th
Einzelsegmentplatten mit abragenden Kühlteilen durch eine zusatzwerkstofffrei, schmelzfrei metallische Verbindung derselben an den Seitenflächen gebildet ist.Single segment plates with protruding cooling parts by an additive-free, melt-free metallic compound thereof is formed on the side surfaces.
Schmelzfrei metallische Verbindungen weisen nur geringe Spannungen im Fügebereich der Einzelsegmentplatten auf, weil eine Volumskontraktion bei einer Erstarrung des Werkstoffes nicht vorliegt.Smelting free metallic compounds have only low stresses in the joining region of the single segment plates, because a volume contraction is not present when the material solidifies.
Auch bei einer instationären, thermischen Belastung des Kühlkörpers durch eine von der momentanen Beaufschlagung abhängige Abgabe von Wärmeenergie der elektrischen Bauteile an die Kontaktfläche bleiben Verzugserscheinungen aus.Even with a transient, thermal load of the heat sink by a dependent on the instantaneous application of heat energy of the electrical components to the contact surface delaying phenomena remain.
Mit Vorteil sind die Einzelsegmentplatten mittels Fließpressverfahrens mit Kühlstifteh hergestellt und weisen zumindest teilweise eine Verformungstextur auf. Weil bei einem Fließpressverfahren der Einzelsegmente das Vormaterial bei im Wesentlichen Raumtemperatur in eine Matrize eingepresst wird, bildet sich im Werkstoff eine Verformungstextur aus, welche, wie gefunden wurde, der Wärmeleitung förderlich ist. Weiters wird erfindungsgemäß durch eine entsprechende Ausbildung der Kühlstifte die Wärmeabgabe an ein Kühlmedium, beispielsweise strömende Luft, intensiviert. Für ein Fügen ist von Vorteil, wenn die schmelzfrei metallische Verbindung der Seitenflächen der Einzelsegmentplatten durch ein Reibrührschweißen, ein sogenanntes „friction stir welding“-Verfahren erstellt ist. Dieses per se bekannte Verfahren hat für eine Wärmeleitung zwischen den Einzelsegmentplatten aufgrund eines mehrfach gekrümmten, feinkörnigen Bindebereichs erfindungsgemäß den Vorteil einer Vergleichmäßigung der Temperatur der Kontaktfläche des Kühlkörpers.Advantageously, the individual segment plates are produced by means of extrusion molding with Kühlstifteh and have at least partially a deformation texture. Because in a extrusion molding process of the individual segments, the starting material is pressed into a die at essentially room temperature, a deformation texture is formed in the material, which has been found to promote heat conduction. Furthermore, according to the invention, the heat transfer to a cooling medium, for example flowing air, is intensified by an appropriate design of the cooling pins. For joining, it is advantageous if the fusion-free metallic connection of the side surfaces of the individual segment plates is created by friction stir welding, a so-called "friction stir welding" method. This per se known method has the advantage of equalization of the temperature of the contact surface of the heat sink for heat conduction between the individual segment plates due to a multi-curved, fine-grained bonding area according to the invention.
Es hat sich weiters für einen Wärmetransport und eine Bruchsicherheit als günstig erwiesen, wenn eine Verformungstextur des Werkstoffes zumindest im Übergangsbereich von der Grundplatte in die Kühlstifte vorliegt.Furthermore, it has proved to be favorable for a heat transport and a fracture safety if a deformation texture of the material is present at least in the transition region from the base plate into the cooling pins.
Wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die einer metallischen Verbindung der Segmente jeweils gegenüberliegend, gleichgerichtet 6/18 5 abragenden Kühlteile einen im Wesentlichen gleichen Axabstand wie derjenige, der innerhalb der Segmente vorliegt, aufweisen, wird erfindungsgemäß eine besonders gleichmäßige Wärmeableitung von der Kontaktfläche des Kühlkörpers erreicht.If, according to a preferred embodiment of the invention, the cooling parts projecting from a metallic connection of the segments in each case opposite, rectified 6/18 5 have a substantially same axial distance as that which exists within the segments, a particularly uniform heat dissipation from the contact surface of the heat sink reached.
Als besonders effizient hat sich die Erfindung für Kühlkörper mit einer Kontaktfläche zur thermischen Ankopplung von Bauteilen von größer 130 x 130 mm, bei einer Dicke der Grundplatte von 4 bis 30 mm, erwiesen.To be particularly efficient, the invention for heat sink with a contact surface for the thermal coupling of components of greater than 130 x 130 mm, with a thickness of the base plate of 4 to 30 mm, proved.
Mit einer Ausführungsvariante, bei welcher die Kühlstifte einen größten wirksamen Abstand von (2 bis 4)mal von deren mittleren Durchmesser aufweisen, die Grundplatte eine Dicke von (0.8 bis 1.5)mal den wirksamen Axabstand der Kühlstifte hat und die maximale Auskraglänge der Kühlstifte (6 bis 8)mal von deren mittleren Durchmesser beträgt, wurden bei den bisherigen Untersuchungen die besten Ergebnisse ermittelt.With a design variant in which the cooling pins have a maximum effective distance of (2 to 4) times their mean diameter, the base plate has a thickness of (0.8 to 1.5) times the effective axial distance of the cooling pins and the maximum projection length of the cooling pins (6 to 8) times the mean diameter thereof, the best results have been determined in the previous investigations.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Darstellungen, die allenfalls nur einen Ausführungsweg zeigen, näher erläutert werden.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to representations, which show at most only one embodiment.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Schemazeichnung eines Kühlkörpers im Schnitt AA Fig. 2 Schemazeichnung eines Kühlkörpers in Draufsicht Fig. 3 Einzelsegmentplatte mit Kühlstiften (Stand der Technik)Fig. 1 Schematic drawing of a heat sink in section AA Fig. 2 Schematic drawing of a heat sink in plan view Fig. 3 single-segment plate with cooling pins (prior art)
Fig. 4 Einzelsegmentplatte mit Kontaktfläche ( Stand der Technik)4 single-segment plate with contact surface (prior art)
Fig. 5 Einzelsegmentplatten mit den Seitenflächen aneinander anliegendFig. 5 single segment plates with the side surfaces adjacent to each other
Fig. 6 Prinzipskizze einer schmelzfrei metallischen VerbindungFig. 6 Schematic diagram of a melt-free metallic connection
Fig. 7 Schmelzfrei metallische Verbindung von Einzelsegmentplatten (Verfahrensentwicklung)7 shows a fusion-free metallic connection of individual segmental plates (process development)
Zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers soll die nachfolgende Bezugszeichenliste dienen: 1 Kühlkörper 2 Grundplatte 21 Einzelsegmentplatte 7/18 6 22 Seitenflächen 23 Kühlteile 24 Kühlstifte 25 Kontaktfläche V Verformungstextur R Reibrührschweißen M metallische VerbindungTo facilitate the assignment of the parts and components of a heat sink according to the invention, the following list of reference numerals should serve: 1 heat sink 2 base plate 21 single segment plate 7/18 6 22 side surfaces 23 cooling parts 24 cooling pins 25 contact surface V deformation texture R friction stir welding M metallic connection
Xo wirksamer Axabstand der Kühlteile X,X‘ Axabstand der Kühlstifte zu benachbarten Kühlstiften D Durchmesser der Kühlstifte H Grundplattendicke L Auskraglänge der KühlstifteXo Effective axial distance of the cooling parts X, X 'Axial distance of the cooling pins to adjacent cooling pins D Diameter of the cooling pins H Base plate thickness L Projection length of the cooling pins
Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Kühlkörper 1 in einer Position AA von Fig. 2.1 schematically shows a section through a heat sink 1 in a position AA of FIG. 2.
Auf einer Grundplatte 2 mit einer Dicke H sind Kühlstifte 24 mit einem Durchmesser D in einem Axabstand X zueinander und einer Länge L ausgeformt.On a base plate 2 having a thickness H, cooling pins 24 having a diameter D at an axis distance X from each other and a length L are formed.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann ein Axabstand X in einer Reihe ungleich demjenigen X‘ in einer weiteren Reihe von Kühlstiften 24 bemessen sein. Für eine Funktion der Wärmeableitung von einer Kühlfläche 25 ist jedoch ein wirksamer Axabstand Xo der Kühlstifte relevant, welcher sich aus dem größten Axabstand X plus dem kleinsten Axabstand X‘ der Kühlstifte 24 jeweils zu einem benachbarten Kühlstift 24 gebrochen durch 2 ergibt. X η = X + X‘ 2As shown in FIG. 2, a pitch X in one row may be set equal to that of X 'in another row of cooling pins 24. For a function of heat dissipation from a cooling surface 25, however, an effective Axabstand Xo of the cooling pins is relevant, which results from the largest Axabstand X plus the smallest Axabstand X 'of the cooling pins 24 each to an adjacent cooling pin 24 broken by 2. X η = X + X '2
In Fig. 2 ist auch die gegebenenfalls auf Maß bearbeitete Seitenfläche 22 dargestellt.In Fig. 2 also optionally machined to measure side surface 22 is shown.
Fig. 3 zeigt eine Einzelsegmentplatte 21 nach dem Stand der Technik mit abragenden Kühlstiften 24. 8/18 73 shows a single-segment plate 21 according to the prior art with projecting cooling pins 24. 8/18 7
Fiq. 4 veranschaulicht dieselbe Einzelsegmentplatte 21 mit Ansicht der Kontaktfläche 25. ln Fiq. 5 sind zwei Einzelsegmentplatten 21, 21 ‘ bei gleichsinnig abragenden Kühlstiften 24 mit den Seitenflächen 22 aneinander anliegend aufgespannt. Die Seitenflächen werden zur Erzielung einer metallischen Verbindung M schmelzfrei durch Reibrührschweißen bearbeitet.Fiq. FIG. 4 illustrates the same single segment plate 21 with view of the contact surface 25. In FIG. 5 are two single-segment plates 21, 21 'clamped in the same direction projecting cooling pins 24 with the side surfaces 22 adjacent to each other. The side surfaces are machined without friction by friction stir welding to achieve a metallic bond M.
Fiq. 6 zeigt schematisch bzw. anhand einer Skizze durch Fließpressen hergestellt Einzelsegmentplatten 21, welche durch eine schmelzfrei metallische Verbindung M zu einer Grundplatte 2 gefügt sind. Weiters ist in Fiq. 6 eine Verformungstextur V, welche durch ein Fließpressen eines Vormaterials bei Raumtemperatur gebildet wurde, dargestellt.Fiq. 6 shows schematically or by means of a sketch produced by extrusion single segmental plates 21, which are joined by a fusion-free metallic compound M to a base plate 2. Furthermore, in Fiq. Fig. 6 shows a deformation texture V formed by extrusion molding a starting material at room temperature.
In Fiq. 7 ist an einem geätzten Schnittbild von den Entwicklungsarbeiten des anmeldungsgemäßen Gegenstandes eine durch Reibrührschweißen erzielte, nicht vollkommen durchgehende Verbindung M von Einzelsegmentplatten 21 gezeigt. Eine nur teilweise erfolgte schmelzfreie Verbindung H wurde durch eine unzureichende Werkzeuggeometrie des Reibmittels bewirkt.In Fiq. 7 is an etched sectional view of the development work of the application according to the object achieved by friction stir welding, not completely continuous connection M of individual segment plates 21 shown. An only partially made melt-free compound H was caused by an insufficient tool geometry of the friction agent.
Im Bereich der Übergänge der Kühlstifte 24 in die Einzelsegmentplatten 21 sind am Ätzbild Verformungstexturen V deutlich zu erkennen. 9/18 8In the area of the transitions of the cooling pins 24 into the single-segment plates 21, deformation patterns V can be clearly seen on the etching image. 9/18 8
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